<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur ununterbrochenen Herstellung von Monochloressigsäure aus Trichloräthylen.
Bekanntlich wird, wenn man einen Strom von Trichloräthylen in erwärmte, verdünnte Schwefelsäure leitet, das in der Säure enthaltene Wasser allmählich durch Trichlor- äthylendampf mit fortgerissen, wobei keine Reaktion eintritt. Es erfolgt vielmehr nur eine Konzentration der Saure.
Man hat auch bereits bei Durchführung dieses Versuches festgestellt, dass von einer bestimmten Säurekonntration ab, die in der Nähe von 90% liegt, das Wasser, welches in der Säure nuch enthalten ist, nicht mehr fortgerissen wird, sondern auf das Trichlor- äthylen gemäss folgender Gleichung
EMI1.1
reagiert, somit unter Bildung von 2 Mol. Salzsäure und i Mol. Monochloressigsäure.
Mit Hilfe dieses Verfahrens in technisch zufriedenstellender Weise erhebliche Mengen von Chloressigsäure herzustellen, ist schwierig, denn infolge der geringen Menge Wassers, welches in 900figer Schwefelsäure enthalten ist, müsste, unter Berücksichtigung der für die Reaktion notwendigen Menge Wassers, der Fassungsraum der Reaktionsgefässe zu stark erhöht werden.
Es wurde nun gefunden, dass man in ununterbrochenem Verfahren mit einer begrenzten Menge Schwefelsäure eine praktisch unbegrenzte Menge von Trichloräthylen in Monochloressigsäure überführen kann, wenn man i. durch kontinuierlichen Zusatz von Wasser in entsprechender Menge die Konzentration der Schwefelsäure auf einer Höhe, somit etwa über go0/, erhält, bei welcher die Reaktion eintritt,
2. indem man ununterbrochen unter Entfernung der Chloressigsäure im Masse ihrer Bildung durch die Reaktionsflüssigkeit bzw. die einzelnen Teile der Vorrichtung einen Überschuss von Trichloräthylen zirkulieren lässt, welcher um so grösser ist, je geringer die Temperatur ist, bei der man arbeitet.
Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen wurde nun ein ununterbrochenes Verfahren zur Herstellung von Chloressigsäure ausgearbeitet, ein Verfahren, das in jedem geeigneten Apparat, beispielsweise dem in der Zeichnung beschriebenen, ausgeführt werden kann.
A bezeichnet einen Scheidekessel für die Chloressigsäure, die sich in dem Reaktionskessel D gebildet hat und welche durch den Strom von überschüssigem Trichlor. Ithylen, wie weiter unten beschrieben, fortgerissen wurde. Die aus dem Kessel A entweichenden Trichlor- äthylendämpfe gehen durch die Leitung B ; C in die Schwefelsäure, die in dem durch den Herd E erhitzten Behälter D enthalten ist. Die Dämpfe und Gase, die daraus entweichen und die im wesentlichen aus einem Gemisch von Salzsäure, Trichloräthylen, Chloressigsäure und gegebenenfalls auch etwas Wasser bestehen, gehen durch das Rohr F in den Rückflusskühler G.
Die gasförmige Salzsäure entweicht durch H, wobei die noch, obwohl vollständig kalt, erhebliche Mengen Chloressigsäure und Trichloräthylen fortreisst. Man befreit sie vollständig von Chloressigsäure, indem man sie in dem Waschturm J leitet, der ständig von reinem Trichloräthylen berieselt wird.
<Desc/Clms Page number 2>
Die trockene, aber mit Trichloräthylen gesättigte Salzsäure, welche aus diesem ersten Turm herausgeht. gelangt in einen zweiten, in seinem Innern mit kaltem Wasser berieselten Turm K. Die Salzsäure löst sich darin auf, während das Trichloräthylen sich darin kondensiert. Eine Dekantiervorrichtnng L trennt das auf diese Weise vollkommen gewonnene
Trichloräthylen von der Salzsäure.
Die in dem Rückflusskühler G kondensierte Flüssigkeit, die mit der aus dem Waschturm J kommenden Flüssigkeit gemischt ist, besteht aus einem Gemenge von Chloressigsäure, Trichloräthylen und etwas Wasser.
Sie gelangt zu der Dekantiervorrichtung M, wo das Wasser abgeschieden wird und selbsttä@ig durch das Rohr N abfliesst. Dieses Wasser, welches natürlich stark mit Monochloressigsäure beladen ist, wird in dem Behälter 0 mit dem Wasser vereinigt, welches man ununterbrochen in den Apparat durch das Rohr P einführt, um die Konzentration der Schwefelsäure konstant zu erhalten.
Die vom Wasser befreite Flüssigkeit, die nur aus einer Lösung von Chloressigsäure in Trichloräthylen besteht, gelangt dann zu dem Kessel A durch das Rohr Q. Das Trichlor- äthylen verdampft hier und tritt von neuem in den allgemeinen Kreislauf durch das Rohr B, C, während die Chloressigsäure durch die Reaktionsvorrichtung S ausgeschieden, ununterbrochen durch das Rohr F in das Gefäss U läuft, wo sie gesammelt wird.
Die Scheidekessel A und S besitzen die gleiche, übrigens bekannte Einrichtung. Sie haben Wände und H' und werden durch Ölbäder Al, S'auf Tempetaturen erhitzt, die geeignet sind, die Trennung den Chloressigsäure vom Trichloräthylen zu ermöglichen.
Eine an der Leitung B, C angebrachte Ableitung V dient dazu, den Berieselungsturm J mit Trichloräthylen durch Vermittlung der Kühlschlange X zu speisen.
Eine erg nzende, bei Y angebrachte Trichloräthylenspeisevorrichtung hält das Trichlor- äthylen ständig in den einzelnen Teilen der Vorrichtung in Zirkulation.
Wie festgestellt wurde, kann die Temperatur, bei welcher man zweckmässig arbeitet, um die beschriebene Reaktion durchzuführen, in weiten Grenzen wechseln. Man erhält bereits die Bildung von Chloressigsäure bei einer unterhalb von 160Q liegenden Temperatur, sie findet jedoch auch, ohne dass erhebliche Nebenwirkungen auftreten, bei Temperaturen über I908 statt. Was die Konzentration der Säure anbelangt, so muss sie durch Zusatz von Wasser über Qo"/o gehalten werden. Ein Zufluss von zu viel Wasser hat den Nachteil, dass die Reaktion sofort unterbrochen wird. Sie tritt jedoch selbsttätig wieder ein, sobald der Dampfstrom von Trichloräthylen die Säure wieder auf die geeignete Konzentration gebracht hat.
<Desc / Clms Page number 1>
Process for the continuous production of monochloroacetic acid from trichlorethylene.
It is well known that if a stream of trichlorethylene is passed into heated, dilute sulfuric acid, the water contained in the acid is gradually carried away by trichlorethylene vapor, with no reaction occurring. Rather, there is only a concentration of the acid.
It has also already been found when carrying out this experiment that from a certain acid concentration, which is in the vicinity of 90%, the water which is still contained in the acid is no longer carried away, but is carried away to the trichlorethylene according to the following equation
EMI1.1
reacts, thus forming 2 mol. hydrochloric acid and 1 mol. monochloroacetic acid.
With the help of this process, it is difficult to produce considerable amounts of chloroacetic acid in a technically satisfactory manner, because due to the small amount of water contained in 900figer sulfuric acid, the capacity of the reaction vessels would have to be increased too much, taking into account the amount of water required for the reaction will.
It has now been found that a practically unlimited amount of trichlorethylene can be converted into monochloroacetic acid in an uninterrupted process with a limited amount of sulfuric acid if i. by continuously adding water in the appropriate amount, the concentration of sulfuric acid is maintained at a level, i.e. about go0 /, at which the reaction occurs,
2. by continuously allowing an excess of trichlorethylene to circulate, while removing the chloroacetic acid in the mass of its formation by the reaction liquid or the individual parts of the device, which is greater, the lower the temperature at which one works.
With these conditions in mind, an uninterrupted process for the production of chloroacetic acid has now been devised, a process which can be carried out in any suitable apparatus, for example that described in the drawing.
A denotes a separating vessel for the chloroacetic acid which has formed in the reaction vessel D and which is caused by the flow of excess trichloro. Ethylene, as described below, was carried away. The trichlorethylene vapors escaping from boiler A go through line B; C into the sulfuric acid contained in the container D heated by the stove E. The vapors and gases which escape from it and which essentially consist of a mixture of hydrochloric acid, trichlorethylene, chloroacetic acid and, if necessary, some water, go through the pipe F into the reflux condenser G.
The gaseous hydrochloric acid escapes through H, which, although completely cold, rips away considerable amounts of chloroacetic acid and trichlorethylene. It is completely freed of chloroacetic acid by passing it into the washing tower J, which is constantly sprinkled with pure trichlorethylene.
<Desc / Clms Page number 2>
The dry hydrochloric acid, but saturated with trichlorethylene, which comes out of this first tower. enters a second tower K, which is sprinkled inside with cold water. The hydrochloric acid dissolves in it, while the trichlorethylene condenses in it. A decanter L separates what has been completely obtained in this way
Trichlorethylene from hydrochloric acid.
The liquid condensed in the reflux condenser G, which is mixed with the liquid coming from the washing tower J, consists of a mixture of chloroacetic acid, trichlorethylene and some water.
It reaches the decanter M, where the water is separated and automatically drains through the pipe N. This water, which is naturally heavily loaded with monochloroacetic acid, is combined in the container 0 with the water which is continuously introduced into the apparatus through the pipe P in order to keep the concentration of the sulfuric acid constant.
The liquid freed from the water, which consists only of a solution of chloroacetic acid in trichlorethylene, then reaches boiler A through pipe Q. The trichlorethylene evaporates here and enters the general cycle again through pipe B, C, while the chloroacetic acid excreted by the reaction device S, runs continuously through the pipe F into the vessel U, where it is collected.
The separating kettles A and S have the same, by the way, familiar equipment. They have walls and H 'and are heated by oil baths Al, S' to temperatures suitable for separating the chloroacetic acid from the trichlorethylene.
A line V attached to line B, C is used to feed the sprinkler tower J with trichlorethylene through the intermediary of the cooling coil X.
A supplementary trichlorethylene feed device at Y keeps the trichlorethylene in constant circulation in the individual parts of the device.
As has been found, the temperature at which it is expedient to work in order to carry out the reaction described can vary within wide limits. The formation of chloroacetic acid is already obtained at a temperature below 160 ° C, but it also takes place at temperatures above 1908 without significant side effects occurring. As far as the concentration of the acid is concerned, it must be kept above Qo "/ o by adding water. An inflow of too much water has the disadvantage that the reaction is interrupted immediately Trichlorethylene has brought the acid back to the appropriate concentration.